速度控制(一)

波塞冬的信徒

速度，常见的包含角速度，线速度。
转运动实现，产生角速度，当然液压马达最好。

直线运动实现，缸拖负载，行，但液压马达，减速，拖丝杠，回转变直线，这个也是行的。
减速机构，速度其实是减小，按控制黑话，放大机构，速比n，速度和位移放大系数都是1/n，无因次量；
同理，丝杠，圆周运动换成直线运动，按控制黑话，还是放大机构，螺距p, 速度和位移放大系数就是p/(2*π)，这个有单位，m/rad。
检验一下，圆周速度单位rad/s，乘以放大系数单位m/rad，(rad/s)*(m/rad)=m/s，没问题。
俩比例环节，用到了，串进比例系数就行了，不神秘。

负载，转动惯量折算，拖动基础，要复习一下。
折算力矩，Tme=F*p/(2*π)/n
折算转动惯量，Jme=m*[p/(2*π)]^2*/n^2

说一下液压马达，输出力矩，与液压缸类似，不过，液压缸输出力。
踩着液压缸的分析台阶，这个要容易一点。

液压缸，面积乘以线位移等于油液体积，对于液压马达，就是排量Dm乘以角位移θm等于油液体积V。
时域流量Q=dV/dt=Dm*dθm/dt，
转复数域，Q=Dm*θm*s。
对比缸，Q=Ap*Xp*s，
挺和谐的，假如偷懒，缸表达式，直接换符号就行。

细致再写一下。
阀输出的流量QL，还是干了三件事情。

一，补充马达运动导致的进油或排油体积，
流量等于体积对时间的导数，体积等于排量乘以角位移，还是拉普拉斯变换的性质，时域求导，等于复数域乘以s。
方程，
进油腔，QL1h=Dmh*θm*s,
排油腔，QL1b=Dmb*θm*s，
式中，Dmh, 进油腔排量，Dmb, 排油腔排量，θm,  马达角位移。
  
二，补充泄露的体积，
依旧是层流泄露，系数设为C。

内泄Cip，外泄Cep，高压P1, 低压P2, 外空间零压。
外泄，对于进油腔或者排油腔，都是流出，Cep*P1，Cep*P2。
内泄，对进油腔，流出Cip*(P1-P2)，对排油腔，流入Cip*(P1-P2)

进油腔，QL2h=Cep*P1+Cip*(P1-P2)
排油腔，QL2b=Cip*(P1-P2)-Cep*P2

三，补充油液压缩的体积，
V=Vt*P/β，dV/dt=dQ, 则有，Q=Vt*P/β*s，Vt是容积。

进油腔，QL3h=Vt1*P1/β*s
排油腔，QL3b=Vt2*P2/β*s

汇总，
进油腔，阀流出流量Q1=马达运动导致的进油流量QL1h+进油腔内外泄露流量QL2h+补缩QL3h，
Q1=QLh=QL1h+QL2h+QL3h=Dmh*θm*s+Cep*P1+Cip*(P1-P2)+Vt1*P1/β*s
排油腔，阀流入流量Q2=马达运动导致的排油流量QL1b+排油腔内泄露流入流量Cip*(P1-P2)-排油腔外泄露流出流量Cip*P2-补缩QL3b
Q2=QL1b+QL2b-QL3b=Dmb*θm*s-Cep*P2+Cip*(P1-P2)-Vt2*P2/β*s，
阀门负载流量，一出一回，两股流量，不相等，取平均，QL=(Q1+Q2)/2

QL=(Dmh+Dmb)/2*Xp*s+Cep/2*(P1-P2)+Cip*(P1-P2)+(Vt1*P1-Vt2*P2)/2/β*s
简化，平均，平均排量Dm=(Dmh+Dmb)/2，平均泄露系数Ctp=Cep/2+Cip，平均体积Vt/2=Vt1=Vt2。
QL=Dm*θm*s+Ctp*(P1-P2)+[Vt/(4*β)]*s*(P1-P2)
对于阀门，压差P1-P2，正好等于负载PL。

液压马达方程，QL=Dm*θm*s+Ctp*PL+[Vt/(4*β)]*s*PL

然后，回转运动，马达扭矩设为Tm，牛二律加速度，与速度成正比的粘滞阻尼，弹性扭转储能，
总转动惯量Jt，粘滞阻尼系数Bt, 扭转刚度G,
复数域的力矩平衡方程，Tm=PL*Dm=Jt*θm*s^2+Bt*θm*s+G*θm
跟缸对比，F=PL*Ap=Mt*Xp*s^2+Bt*Xp*s+Kt*Xp
同样，很和谐。

说明啥？说明力控制与力矩控制，其传递函数，变化规律没有本质区别，所以力矩控制，咱就不提了。

输出量都是角位移，求导，就是角速度，速度传感器，常见的都是电信号。
电液阀，绕不开，MOOG的阀，前置级力矩马达拖喷嘴挡板，功率级四通滑阀，三个东西搅在一起，又是电，又是磁，比较复杂，明天开始说。

发个图片彩蛋，MOOG的电液阀，惯性环节，没跑了。

零件工程师

感谢老哥，等我写完扭振的笔记、反过来消化这个。

刘晓白

谢谢大侠的无私奉献

fengxing1314

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液压马达远不如伺服电机可控性好，除非是有体积要求